一种非粘结式颗粒活性炭塑型方法技术

本发明专利技术公开了一种非粘结式颗粒活性炭塑型方法，A、首先，制作复数个长方体框架状的钢笼，并在每个钢笼外周包裹网孔直径小于1.5mm的编织网，组成复数个型片；B、然后，将型片等间距的平行直立排列布置在吸附塔节底部的格栅上，遍满整个塔盘，且型片长度为其外侧长棱所在的塔弦长度，型片的宽度为20‑50mm，型片的高度为500‑2000mm；接着在型片之间的间隙中填满颗粒活性炭，使整个塔节形成一个型块；C、最后，按步骤A、B逐一制作型块，并将型块在高度方向上向上叠加，组成吸附塔。本发明专利技术解决了蜂窝活性炭的孔隙堵塞、易碎裂、使用寿命短的问题，并且“塑型炭”立式吸附塔气体处理能力的弹性也大大高于蜂窝的吸附床。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种活性炭塑型的方法，尤其涉及一种非粘结式颗粒活性炭塑型的方法。
技术介绍
近年来，我国汽车、家具、机械、家电、化工、印刷等行业快速发展，这些行业的共同特点是生产过程中要排放大量的苯、甲苯、卤代烃、乙醚、乙酸乙酯等有机溶剂进入空气，这些挥发、进入空气的溶剂称为挥发性有机物，用VOCs表示。VOCs是形成雾霾的重要物质，因此，将含有VOCs的空气经过处理，回收其中的溶剂是治理空气污染的必要措施。通常回收VOCs的方法有两类，一类是回收法，另一类是消除法。回收法主要有炭吸附、变压吸附、冷凝法及膜分离技术，回收法是通过物理方法，用温度、压力、选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法来分离VOCs的。消除法有热氧化、催化燃烧、生物氧化及集成技术；消除法主要是通过化学或生化反应，用热催化剂和微生物将有机物转变成为CO2和水。上述方法中，以活性炭吸附法最为实用，也是目前采用最多的技术。活性炭吸附法可以将污染空气中的VOCs吸附，然后经解吸、冷凝，可以回收溶剂，也可以先经活性炭吸附，然后解吸后得到浓度较高的少量解吸气，将这种解吸气通过催化燃烧，转化为CO2和水，消除了污染。前者回收工艺适用于大规模、VOCs较高的场合，后者适用于规模小，回收价值不大的场合。目前，对于处理VOCs浓度高、气体量较少时，一般采用吸附塔充填颗粒活性炭吸附，配套冷凝回收或解吸气焚烧的工艺，这种工艺适合于少量气体处理，气体量太大时，气体阻力太大，无法运行。但对于大规模、气体量巨大的情况下，主要采用蜂窝活性炭，利用蜂窝的大孔作为气流的通道，可大大减少气流阻力。采用蜂窝炭处理VOCs工艺最大的优点是阻力小，适用于处理大风量的被VOCs污染的空气。但蜂窝炭工艺难以解决的问题、也是最致命的问题是吸附性能和强度性能较差。原因是蜂窝活性炭生产时，以粉末活性炭为原料，原料粉炭的粒度在0.2mm以下，加胶黏剂后压制成蜂窝状炭（类似于民用蜂窝煤），这样，胶黏剂很容易堵塞活性炭的吸附孔道，使活性炭的吸附性能大幅度下降。另外，由于蜂窝炭经由胶黏剂胶结成型，而活性炭粉的胶黏成型性较差，使得制成的蜂窝炭强度不高，在长期使用中，因为气流冲刷、反复吸附和再生，将导致蜂窝炭逐渐解体，碎裂成小块或粉末，将导致报废。因此，蜂窝炭吸附塔的使用寿命不长，一般不超过2年。此外，鉴于蜂窝炭的强度低，难以在立式吸附塔上使用，多用卧式吸附床，这就带来占地面积大、管理不方便等问题。这些缺点，将导致投资高、使用成本高、效率低等不利结果。
技术实现思路
针对上述现存的技术问题，本专利技术提供一种非粘结式颗粒活性炭塑型方法，以解决以下技术问题：（1）解决蜂窝活性炭孔隙堵塞问题，防止活性炭吸附性能的明显下降，以提高吸附的效率和容量；（2）解决蜂窝活性炭易碎裂、使用寿命短的致命问题，以使吸附塔的使用寿命由1-2年延长到10年以上；（3）解决蜂窝炭的卧式吸附床占地问题，变为吸附塔，以大幅度减少设备的占地面积。此外，烟气中CO2的分离捕集、煤矿低浓度瓦斯浓缩也可以用此设备。为实现上述目的，本专利技术提供一种非粘结式颗粒活性炭塑型方法，包括如下具体步骤：A、首先，制作复数个长方体框架状的钢笼，该扁平的钢笼具有框架式结构，共六个面，每面都是通透的，气流可以自由通过。并在钢笼外周包裹网孔直径小于1.5mm的编织网，组成型片。B、然后，将型片等间距、平行直立排列布置在吸附塔节底部的格栅上，遍满整个塔盘，且型片长度为其外侧长棱所在的塔弦长度，宽度为20-50mm，高度为500-2000mm；接着在型片之间的间隙中填满颗粒活性炭，使整个塔节形成一个型块。如此一来，该型块中的钢笼由于内部是空的，可作为气流通道，类似于蜂窝炭中的孔的作用，并且钢笼间隙中填充颗粒活性炭可作为吸附层。C、最后，按步骤A、B逐一制作型块，将多个型块在高度方向上向上叠加，组成吸附塔，类似于多节塔单元逐一叠加组成吸附塔。进一步，所述的钢笼采用金属材料制作而成。更进一步，所述的编织网采用金属或有机材料。更进一步，所述的钢笼内部还设有连接其框架的支撑件。因为钢笼本身是扁平的框架式结构，其内部设有支撑件的目的是增加钢笼的刚性，保持钢笼的形状，使进入钢笼通过的气体畅通无阻。该支撑件的形状不限，但不能阻碍气流的流通。相比于现有技术，使用本专利技术的塑型方法利用非粘结式颗粒活性炭制作出的吸附塔，能够带来以下的优点：（1）不使用胶黏剂“成型”，而是采用钢笼“塑型”，使得活性炭吸附性能不受影响，解决了蜂窝炭中活性炭孔隙堵塞的问题，可以选用高性能活性炭，大幅度提高吸附的效率和容量，也使活性炭的相对成本下降。（2）“型块”的形状和结构强度由钢笼支撑，解决了蜂窝活性炭易碎裂、使用寿命短的致命问题，该方案将使吸附塔的使用寿命由蜂窝炭的1-2年延长到10年以上。（3）在“型块”组合上，“钢笼”的间隙可根据气体量进行自由调节，使得吸附塔气体处理能力的弹性大大高于蜂窝炭的吸附床。（4）该方案可以根据处理气体的特点，将多个活性炭“型块”在高度方向上叠加，将蜂窝炭的卧式吸附床变为“塑型炭”的立式吸附塔，大幅度减少设备的占地面积。附图说明图1是本专利技术中钢笼的结构示意图；图2是本专利技术中型块的横截面示意图；图3是本专利技术中型块的结构主视图；图4为本专利技术中吸附塔的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术将吸附塔中的颗粒活性炭采用非粘结式方法塑型，具体制作过程如下：首先，如图1和图2所示，采用金属材料棒条或扁条制作出复数个扁平的长方体框架状的钢笼，也可使用有机材料，如工程塑料。钢笼长度为其外侧长棱放置在吸附塔中的位置所在的塔弦的长度，宽度为20-50mm，高度依钢笼的强度和刚性，在500-2000mm范围内。进一步，为加强钢笼的刚性，在其内放置支撑件以连接钢笼框架，且该支撑件所用棒条或扁钢的密度，以足够刚度支撑后续充填活性炭后形成的挤压力，保持钢笼不变形且不影响气流穿透活性炭层为准。然后，在钢笼外周包裹网孔直径小于1.5mm的编织网，组成复数个型片备用。该编织网采用金属或尼龙材料，网孔尺寸大小可在规定范围内灵活掌握，以保证后续填充的颗粒活性炭不漏损，及不影响气流通过为原则。接着，如图2和图3所示，将型片等间距的平行直立排列在吸附塔节底部的格栅上，且在型片之间的间隙中填充颗粒活性炭，组成一个型块，此时类似于吸附塔的一节塔单元。如此一来，该型块中的钢笼由于六个面都是通透的，可作为气流通道，类似于蜂窝炭的孔道的作用，并且钢笼间隙中填满的颗粒活性炭作为吸附层。另外，可根据气体量对“钢笼”的间隙进行自由调节，从而对颗粒活性炭吸附层的厚度进行增减。最后，如图4所示，按上述步骤继续制作型块，并将后续的型块叠装在前面的型块之上，类似于多节塔单元在高度方向上逐一叠加，组成吸附塔。使用时，“型块”中的颗粒活性炭作为吸附层，“型块”中的钢笼作为气流通道，这样的活性炭与“型块”的组合称为“塑型炭”，区别于“蜂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非粘结式颗粒活性炭塑型方法，其特征在于，包括如下具体步骤：A、首先，制作复数个长方体框架状的钢笼，并在每个钢笼外周包裹网孔直径小于1.5mm的编织网，组成复数个型片；B、然后，将型片等间距、平行直立排列布置在吸附塔节底部的格栅上，遍满整个塔盘，且型片长度为其外侧长棱所在的塔弦长度，宽度为20‑50mm，高度为500‑2000mm；接着在型片之间的间隙中填满颗粒活性炭，使整个塔节形成一个型块；C、最后，按步骤A、B逐一制作型块，将多个型块在高度方向上向上叠加，组成吸附塔。

【技术特征摘要】
1.一种非粘结式颗粒活性炭塑型方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
A、首先，制作复数个长方体框架状的钢笼，并在每个钢笼外周包裹网孔直径小于1.5mm的编织网，组成复数个型片；
B、然后，将型片等间距、平行直立排列布置在吸附塔节底部的格栅上，遍满整个塔盘，且型片长度为其外侧长棱所在的塔弦长度，宽度为20-50mm，高度为500-2000mm；接着在型片之间的间隙中填满颗粒活性炭，使整个塔节形成一个型块；
C、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张双全，郭广林，岳晓明，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32